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1、Ansaldo STS CBTC系统培训 2012.11 2 CBTC系统培训课程安排 p第一章概念定义 p第二章系统架构和组成 p第三章子系统功能 p第四章CBTC系统功能及特点 第一章概念定义 4 1. 概念定义-缩写 p 缩写： ACS Axle Counter System计轴系统 AP Access Point接入点 AS Access Switch接入交换机 ATB Automatic Turn-Back自动折返 ATC Automatic Train Control列车自动控制 ATO Automatic Train Operation列车自动运行 ATP Automatic T
2、rain Protection列车自动防护 ATS Automatic Train Supervision列车自动监督 BS Backbone Switch骨干交换机 CBTC Communications-Based Train Control基于通信的列车控制系统 CC Carborne Controller车载控制器 DCS Data Communication System数据通信系统 5 1. 概念定义-缩写 p 缩写： DSU Database Storage Unit数据储存储单元 EB Emergency Brake紧急制动 ESB Emergency Stop Button紧
3、急停车按钮 iATP Intermittent ATP点式ATP LRU Line Replaceable Unit在线可替换单元 NRM Non-Restricted Manual非限制人工模式 MR Mobile Radio车载无线电台 TI Transponder Interrogator查询应答器天线 TOD Train Operator Display列车司机显示屏 TSR Temporary Speed Restriction临时限速 VSP Vital Stopping Point安全停车点 ZC Zone Controller区域控制器 6 1. 概念定义 p 概念定义 什么是
4、信号 CBTC的概念 ATC的概念 什么是移动闭塞 7 1. 概念定义-信号 p 什么是信号 这里专指铁路信号，是对包括轨旁信号机、车载信号、联锁、闭塞、列车速度监督和 防护等设备和系统的统称。 例如： 车站联锁：电气集中联锁，计算机联锁；发展趋势-计算机联锁； 区间闭塞：固定闭塞、准移动闭塞和移动闭塞；发展趋势移动闭塞； 地面信号和车载信号：发展趋势，列车装备速度监督和防护设备，使车载信号逐步取 代地面信号。 8 1. 概念定义-信号 p 信号的作用 将线路上运行的列车安全的分隔开来。 信号的首要任务是保证行车安全核心是“故障安全”(故障导向安全)。 并不断向快速、准时、舒适、节能发展。 9
5、 1. 概念定义-CBTC p 什么是CBTC CBTC的定义：IEEE 标准1474 基于通信的列车控制系统（ Communications-Based Train Control ）。 一个连续的列车自动控制系统，它利用高分辨率的列车位置确定方式，不依赖于轨道 电路；高容量的车一地双向数据通信；以及能够实施故障安全功能的车载和轨旁处理 器。 车地通信媒介：主要有自由空间无线，波导管，环线，漏缆等。 关键的两点： - 不依赖于轨道电路的列车定位技术； - 连续的、大容量的列车-轨旁双向数据通信技术。 10 1. 概念定义-ATC p 什么是ATC ATC-列车自动控制系统（ Automati
6、c Train Control ） 系统自动控制列车的运行，保证列车的运行安全，指挥行车；它必须包括ATP，可以包 括ATO或/和ATS子系统。 ATP 列车自动防护（Automatic Train Protection） 通过对列车运行方向、间隔、并与联锁相配合，以“故障-安全”的原则防止列车冲突、超 速以及其他的任何危险情况。 ATO 列车自动运行（Automatic Train Operation） 执行列车的速度调整、程序停车、车门控制、运行等级调整等非必要司机执行的功能。 ATS 列车自动监督（Automatic Train Supervision） 监督列车，根据时刻表调整列车运行
7、，并提供数据和调整服务以减小由于非规律的运行 给运营服务带来的不便。 11 1. 概念定义-移动闭塞 p 什么是移动闭塞 移动闭塞是相对于固定闭塞而言的。 固定闭塞是在区间设置固定的闭塞分区和相应的防护信号，以轨道区段对列车进行定 位和追踪； 移动闭塞防护列车运行安全的闭塞分区是移动的，随着后续列车和前方列车的实际行 车速度、位置、载重量、制动能力、区间的坡度、弯道等列车参数和线路参数的变化 而改变，随着列车运行而移动；依靠车载设备并配合地面设备对列车进行精确定位。 根据是否考虑先行列车的速度，移动闭塞又分为两种：一是考虑先行列车速度的移动 闭塞系统(MB-V方式)；二是不考虑先行列车速度的移
8、动闭塞系统(MB-V0方式)。 12 1. 概念定义-移动闭塞 p 目前是移动闭塞 由于科技的发展原因，目前世界范围内采用的是MB-V0方式，即 列车之间的安全间隔是根据前车的位置，按后续列车在当前速度下的所需制动距离、 加上安全裕量计算和控制的，确保不追尾。 13 1. 概念定义-移动闭塞 区域控制器 列车1发送定位信息 列车 1 列车2 列车2安全停车点 紧急制动曲线 紧急制动触发曲线 ATO曲线 列车2功能停车点区域控制器向列车2 发送安全动作授权 14 1. 概念定义-移动闭塞 区域控制器 15 1. 概念定义-闭塞制式比较 p 固定闭塞、准移动闭塞和移动闭塞 第二章系统架构和组成 1
9、7 2 系统架构和组成 p 基于CBTC移动闭塞的ATC系统，具备ATP防护、ATO驾驶和后备的点式ATP防护功 能。 包括以下子系统： 正线联锁CBI子系统 列车自动防护ATP子系统 列车自动监督ATS子系统 列车自动驾驶ATO子系统 DCS通信子系统 18 2 系统架构和组成 p CBTC系统结构图 19 2 系统架构和组成 p CBTC系统结构图 20 2 系统架构和组成 p CBTC系统结构图 21 2 系统架构和组成 p CBTC系统结构图 22 2 系统架构和组成 p CBTC系统结构图 23 2 系统架构和组成 p CBTC系统结构图 24 2 系统架构和组成 p CBTC系统结
10、构图 25 2 系统架构和组成 p CBTC系统结构图 26 2 系统架构和组成 p CBTC系统结构图 27 2 系统架构和组成ATS子系统 p ATS子系统采用的是“集中后备”的结构 28 运营控制中心（OCC） 主机服务器(主备双套) 通信服务器(主备双套) 数据库服务器(主备双套) ATS调度工作站 ATS调度长工作站 系统管理工作站 时刻表编辑工作站 大屏显示工作站 培训中心 培训服务器 培训仿真工作站 车站级ATS设备 后备主机服务器(单套) 后备通信服务器(单套) 车站ATS工作站 车辆段工作站 2 系统架构和组成ATS子系统 p主要设备组成 29 2 系统架构和组成ATP子系统
11、 p 主要由3取2冗余结构的轨旁分布式区域控制器ZC、车载控制器CC组成。 区域控制器ZC 车载控制器CC 列车每端配置一套； 其他设备 轨旁信标； 车载速度传感器； 加速度计； TOD； 信标读取器天线等。 ATP子系统-轨旁ATP ZC 结构 31 2 系统架构和组成ATP子系统 p 车载设备配置 车载设备主要包括：车载控制器CC，速度传感器（测速电机），加速度计， 应答读取器天线，TOD，MR和天线。 32 2 系统架构和组成ATP子系统 p 车载设备配置 TOD 速度传感器 紧急制动 信标天线 CC 无线 ATP子系统-司机操作台-TOD 34 ATP子系统-设备实物 车载CC机柜 动
12、态信标 35 2 系统架构和组成ATO子系统 p 没有独立的设备 ATO子系统由车载设 备和轨旁设备组成。 ATO子系统与ATP子 系统共用车载硬件设 备，并没有独立的设 备。 ATO子系统的软件安 装在与车载ATP子系 统共用的车载计算机 中，但使用独立的 CPU。 36 2 系统架构和组成计算机联锁子系统 p 分布式计算机联锁系统，Microlok II 双机热备 一期正线8个站设置了计算机联锁集中设备：茶店子客运站，蜀汉路东站，中 医药大学站，通惠门站，天府广场站，牛王庙站，成都东客站，市行政学院站 37 2 系统架构和组成计算机联锁子系统 p 其他轨旁设备还包括：计轴，转辙机，信号机等
13、。 计轴主机 计轴磁头LED信号机 2 系统架构和组成DCS子系统 38 u DCS采用独立双网的架构，两张 网络完全独立且配置相同； u 轨旁骨干网络使用RPR 自愈环 网提高可用性； u 车地通信使用无线空间波，采用 802.11g协议，调制解调方式使 用OFDM； u 使用UDP/IP作为设备之间的通 信协议； u 数据同时在双网中传输，保证了 系统的可靠性和可用性，单网络 故障时无需切换时间； 39 ASTS CBTC信号系统结构图 第三章子系统功能 41 3 子系统功能ATP子系统 p 整个ATC系统的安全核心，负责整个ATC系统涉及安全的所有方面 1.负责列车间的安全间隔和超速防护
14、； 列车定位，速度测量，计算移动授权并执行速度监督。 2.车门、屏蔽门的监督检查和开启授权； 3.列车完整性监督； 4.前溜和后溜防护； 5.停车保证功能； 6防淹门的防护； 7.零速检测； 8.发车联锁； 9.工作区域保护； 10. 列车运行方向联锁 42 3 子系统功能ATP子系统 p 列车定位 主要设备，车载控制器CC，应答器读取系统，速度传感器和加速度计，地面信标。 车载CC通过初始化定位信标确定进入系统的位置，之后根据实时计算的列车速度计算 列车走行的距离，并在每经过一个地面静态信标时，对列车的位置进行修正。 列车顺序通过连续的、至少间隔34米的、无岔区段上的两个静态信标完成列车的初
15、始 化定位。定位过程不依靠车地无线通信、ZC以及联锁子系统。 43 3 子系统功能ATP子系统 p 列车定位 CC根据列车的实时运行速度和时间确定偏移量d，并根据读取的地面信标修正位置偏 差； 系统中列车的位置使用轨道段ID+偏移量表示。 44 3 子系统功能ATP子系统 p 列车定位 安全位置用于ATP功能 非安全位置，即列车最有可能的位置，用于ATO功能； CC计算上述位置及位置不确定性，并发给ZC和ATS；用于ZC为其后续列车计算移动 授权点和ATS的追踪。 45 3 子系统功能ATP子系统 p 速度测量 主要设备，车载控制器CC，速度传感器和加速度计。 速度传感器（测速电机），安装在车轴上，实时测量车轮的转动。 加速度计，安装于CC机柜的底部，包括两个数字加速度计和两个模拟加速度计，以避 免共模故障；加速度计是对列车的空转打滑进行监督和补偿。 CC根据速度传感器传来的车轮的转动信号以及加速度计的补偿信息，实时计算列车的 速度。 空转和打滑 CC会对速度传感器和加速计输入数据的一致性进行监控。当探测到空转/打滑现象时， CC会根据加速计上的实际加速或减速率计算的速度值作为现有速度，并且在经过并检 测到信标后，列车的位置将得到校正。 46 3 子系统功能ATP子系统 p 空转和打滑 CC会对速度传感器和加速计输入数据的一致性进行监
